Horno de arco sumergido de ferroaleaciones: una solución para el sobrecalentamiento y el enrojecimiento del fondo del horno

Horno de arco sumergido de aleaciones: una solución para el sobrecalentamiento y el enrojecimiento del fondo del horno

En ferroaleaciones tradicionaleshornos de arco sumergidosLa carga del horno (o profundidad de inmersión del electrodo) se controla ajustando la corriente primaria.Este estudio de caso examina el equipamiento primario de los dos centros de.5 MVA en hornos de arco sumergidos. Aunque inicialmente se empleó una tecnología de mampostería de ladrillo de carbono semigrafítico refinada,El sobrecalentamiento y el enrojecimiento del fondo del horno aparecieron sólo tres meses después de la puesta en marchaSe realizó un análisis post-mortem detallado para identificar la causa raíz y desarrollar una solución.

Calendario operativo y descripción del incidente:

El horno No. 1 fue puesto en servicio y comenzó su fase de precalentamiento ("horno eléctrico").

A medida que la temperatura del horno aumentaba, el voltaje secundario se elevaba gradualmente, y el horno No. 2 se encendía el día 12.

En el día 43 de funcionamiento del horno n° 1, se encontró un objeto duro que obstruía el orificio de la toma, condición que mejoró después de que se reemplazó el orificio de la toma.

Para el día 83, surgieron problemas operativos, caracterizados por un volumen excesivo de escoria, un rendimiento de metal reducido y una baja producción de metal frecuente.

Al día 90, la temperatura del fondo del horno superó los 600 ° C, alcanzando los 1050 ° C al día 95.

Posteriormente, el horno No. 2 mostró un patrón similar, con su temperatura de fondo aumentando de 425°C a más de 550°C, lo que requirió un cierre.

Análisis de las causas

El enrojecimiento o el desgaste prematuro del fondo del horno en los hornos de arco sumergidos suele ser el resultado de una combinación de factores relacionados con los materiales de revestimiento, la calidad de la construcción, el funcionamiento diario,y diseño del hornoPara este incidente, el revestimiento del horno fue identificado como el factor clave.

1Análisis del revestimiento del horno (factor primario)

En un horno de aleación de silicomanganeso, la zona de fusión forma una cavidad de alta temperatura ("crucible") alrededor de las puntas de los tres electrodos, donde se funde y gasifica la carga sólida.Las temperaturas dentro de esta cavidad alcanzan 2000~3000°CLa superficie caliente de la pared del crisol es aproximadamente de 1800 ∼2000 °C, su superficie fría de 1500 ∼1800 °C y la carga sólida adyacente a la pared interna del revestimiento del horno alcanza 1500 ∼1700 °C.

En la mampostería de juntas finas fallida se utilizaron los siguientes materiales (espesores reales instalados entre paréntesis):

N42 ladrillo de arcilla de fuego (0,6345m)

L75 ladrillo de alta alumina (0,335m)

Carbón precocido (1.206m)

Insulación de placas de fibra de amianto (0,02 m)

Placa de acero de la cáscara del horno (0,03 m)

Materiales conjuntos: pasta de carbono anhidro, estiércol de fosfato, polvo fino de alta alumina duro, pasta de electrodos gruesos de baja temperatura.

También se usó ladrillo de carburo de silicio semigrafítico.

Se identificó un problema crítico en la interfaz térmica: el punto de ablandamiento de la carga del ladrillo de alta alumina generalmente no excede los 1200 °C. Si el entorno de funcionamiento excede este punto, el punto de ablandamiento de la carga del ladrillo de alta alumina generalmente no excede los 1200 °C.Se añadirá una capa de ladrillo de carbono ligero entre el ladrillo de carbono y el ladrillo de alta alumina para reducir la temperatura de la interfaz por debajo de 1200°C.Este amortiguador estaba ausente.

Además, la calidad de la mampostería es crucial. Diferentes refractarios tienen diferentes coeficientes de expansión térmica, lo que requiere una zona de amortiguación elástica adecuadamente diseñada y dimensionada.Una zona demasiado delgada no puede acomodar la expansión, mientras que uno que es demasiado grueso no proporciona una restricción adecuada de la cáscara del horno, lo que podría ensanchar las juntas de ladrillo.

El precalentamiento adecuado del revestimiento ("cocción") de acuerdo con una curva de calentamiento definida es esencial, teniendo en cuenta la composición del revestimiento (capas de base versus capas de almacenamiento de calor), propiedades refractarias, grosor, ubicación,y método de calentamientoOtros factores operativos, como la configuración del controlador, las características del arco y la distribución de corriente, también afectan significativamente la vida útil del revestimiento.

Fuego post mortem y conclusiones

Después de un cierre de una semana, el horno No. 1 fue vaciado e inspeccionado:

1Una capa de coque a unos 1,3 metros de la parte superior del horno fue 60% más gruesa de lo normal.

2En una profundidad de aproximadamente 2,4 metros (en la zona de electrodos de tres fases), la estructura de ladrillo de carbono se había elevado.

Se determinó que la causa del enrojecimiento en la parte inferior era el estrés inducido térmicamente dentro del revestimiento del ladrillo durante el calentamiento.y posterior infiltración de metal fundidoLa configuración triangular de los ladrillos de carbono concentró esta tensión térmica, lo que condujo a un fallo localizado de "abultamiento".

Solución recomendada:

Si bien la construcción tradicional de hornos de unión ancha puede garantizar una vida útil de revestimiento de más de un año, se requiere una solución más robusta para campañas prolongadas.El enfoque recomendado es reemplazar la mampostería de bloques de carbono precocidos con una guarnición monolítica enmarcada en fríoPor otra parte, el empleo de una técnica de mampostería de juntas finas con bloques de carbono auto horneados puede garantizar con fiabilidad una vida útil de revestimiento del horno de al menos tres años.El éxito de estos métodos depende en gran medida del diseño y la selección adecuados de los materiales de revestimiento del horno, especialmente para garantizar un amortiguamiento térmico adecuado en las interfaces de los materiales y adaptarse a la expansión térmica.

Somos un fabricante profesional de hornos eléctricos. para más preguntas, o si necesita hornos de arco sumergidos, hornos de arco eléctrico, hornos de refinación de cucharas, u otro equipo de fusión,Por favor no dude en contactarnos enSusana@aeaxa.com